автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Повышение интенсивности и равномерности виброабразивной и виброупрочняющей обработки стоек шасси

На правах рукописи

□ОЗ170695

ЕМЕЛЬЯНОВ Сергей Владимирович

ПОВЫШЕНИЕ ИНТЕНСИВНОСТИ И РАВНОМЕРНОСТИ ВИБРОАБРАЗИВНОЙ И ВИБРОУПРОЧНЯЮЩЕЙ ОБРАБОТКИ СТОЕК ШАССИ

Специальность: 05.03.01 - Технологии и оборудование

механической

и физико-технической обработки

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 9 МЬЙ да

Воронеж - 2008

003170695

Работа выполнена в ГОУВПО технический университет»

«Воронежский государственный

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор

Копылов Юрий Романович

Официальные оппоненты доктор технических наук,

профессор

Тамаркин Михаил Аркадьевич,

кандидат технических наук, доцент

Афонин Андрей Николаевич

Ведущая организация

ФГУП «Турбонасос» (г Воронеж)

Защита состоится 25 июня 2008 г в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212 182 06 ГОУВПО «Орловский государственный технический университет» по адресу 302020, г Орел, Наугорское шоссе, 29, ауд 212

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУВПО «Орловский государственный технический университет»

Автореферат разослан 23 мая "?ппк ^

Ученый секретарь диссертационного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В современном машиностроении изготавливаются детали сложной формы типа стоек шасси из нггампово-сварных и литых заготовок. Эти детали работают в условиях интенсивных статических и динамических нагрузок, поэтому все их поверхности подвергаются термическому и поверхностно-пластическому упрочнению Часть наружных поверхностей деталей, не обрабатываемых резанием, имеют дефектный слой толщиной 50- 100 мкм с высотой неровностей Кг 25 - 30 мкм и волнистостью Wz 50 - 75 мкм. Выполнять операции упрочнения по дефектному слою не допускается из-за снижения в этом случае усталостной прочности и долговечности. Абразивная зачистка дефектного слоя кинематически закрепленным инструментом на станках затруднительна из-за сложной формы поверхностей. Ручная зачистка пневматическим инструментом трудоемка, не обеспечивает равномерности, возможны прижоги. Наибольшая эффективность зачистной и упрочняющей обработки деталей типа стоек шасси достигается при черновой и чистовой виброабразивной обработке с последующим виброударным упрочнением. Из-за отсутствия кинематической связи инструментальной среды с деталью и станком, виброударного характера их взаимодействия и сложной конфигурации детали - на некоторых ее участках наблюдается недостаточная интенсивность, большие погрешности (неравномерность) съема металла, формирования остаточных напряжений, снижение исходной шероховатости. Отклонения указанных параметров качества поверхностного слоя выше допустимых значений снижают реальную усталостную прочность, долговечность и надежность стоек шасси.

Попытки повысить интенсивность съема дефектного слоя за счет увеличения зернистости абразивных гранул и продолжительности обработки повышают износ инструмента и достигаемую высоту неровностей. Стремление повысить интенсивность упрочнения за счет увеличения амплитуд колебаний приводит к форсированию режимов оборудования и сокращению его надежности и ресурса. Достижение равномерности обработки за счет вращения детали связано с конструктивной сложностью оснастки; при переустановке детали низкая эффективность связана с большим временем вспомогательных операций. Использование виброэлектрохимической обработки для повышения съема на финишных операциях нецелесообразно из-за межзеренного окисления и снижения усталостной прочности

В настоящей работе повышение интенсивности и равномерности виброабразивной обработки детали с закреплением решается следующим образом. В замкнутом объеме контейнера осуществляет-

ся поджатие вибрирующей инструментальной среды за счет изменения ее дозированного объема, в результате чего увеличивается усилие прижатия инструментальной среды к детали в момент соударения и продолжительность виброударного контакта. А детали сообщаются угловые колебания, в результате этого путь скольжения частиц инструментальной среды относительно поверхности детали возрастает. Вследствие этих воздействий вероятность микрорезания и съема металла повышается. Для повышения интенсивности и равномерности виброабразивной и виброупрочняющей обработки помимо этого используются экраны и реверс вращения вибратора.

Целью работы является повышение интенсивности и равномерности формирования съема, шероховатости и сжимающих остаточных напряжений на элементарных участках деталей типа стоек шасси при их виброабразивной и виброупрочняющей обработке с закреплением без форсирования режимов работы оборудования за счет угловых колебаний, дозированного объема инструментальной среды, положения и формы экранов, реверса вращения вибратора.

Основные задачи исследования.

- Разработать метод теоретического определения интенсивности и равномерности съема дефектного слоя, формирования шероховатости и остаточных напряжений на конечном множестве участков детали с учетом режимных параметров виброабразивной и виброупрочняющей обработки (амплитуды и частоты плоских и угловых колебаний, объема инструментальной среды, положения и формы экранов, смены направления вращения вибратора) и ее конструктивных особенностей.

- Теоретически исследовать закономерности влияния режимных параметров виброабразивной и виброупрочняющей обработки на скоростные и энергетические параметры процесса на элементарных участках детали.

- Теоретически исследовать закономерности влияния режимных параметров виброабразивной и виброупрочняющей обработки на интенсивность и равномерность съема дефектного слоя, формирования высоты неровностей, остаточных напряжений на элементарных участках детали типа стойки шасси.

- Разработать алгоритм проектирования режимных параметров виброабразивной и виброупрочняющей обработки в зависимости от требуемых технологических параметров. Экспериментально проверить достоверность теоретически выбранных режимов на примере макета фрагмента стойки шасси.

Объект исследования - технологии и оборудование для виброабразивной и виброупрочняющей обработки с закреплением деталей типа стоек шасси.

Предмет исследования - закономерности влияния режимных параметров виброабразивной и виброупрочняющей обработки на формирование съема металла, высоты неровностей и остаточных напряжений на элементарных участках деталей типа стойки шасси с учетом конструктивных особенностей.

Научная новизна работы состоит в следующем:

1. Усовершенствована математическая модель процесса виброударной обработки с закреплением, отличающаяся учетом угловых колебаний детали, позволяющая оценивать энергосиловые параметры процесса и параметры качества поверхностного слоя, выявлять на этапе проектирования технологи проблемные участки, определять режимные параметры, обеспечивающие повышение интенсивности и равномерности обработки.

2. Установлены закономерности избирательного и комплексного влияния плоских и угловых колебаний, заполнения контейнера инструментальной средой, формы и расположения экранов, реверса вращения вибратора на распределение съема дефектного слоя; шероховатости и остаточных напряжений на элементарных участках детали.

На защиту выносятся:

- математические модели интенсивности и равномерности формирования съема металла, формирования шероховатости и остаточных напряжений на элементарных участках детали;

- закономерности влияния амплитуд и частоты плоскостных и угловых колебаний, объема инструментальной среды, положения и формы экранов, реверса вибратора на скоростные и энергетические параметры процесса на участках деталей тип стойки шасси;

- закономерности влияния амплитуд и частоты плоскостных и угловых колебаний, объема инструментальной среды, положения и формы экранов, реверса вибратора на интенсивность и равномерность съема металла, высоту неровностей и остаточные напряжения на элементарных участках деталей типа стойки шасси;

- алгоритм проектирования режимных параметров виброабразивной и виброупрочняющей обработки в зависимости от требуемых технологических параметров Результаты экспериментальной оценки его достоверности.

Методы исследования. Использовались теоретические основы технологии машиностроения, абразивной и упрочняющей обработки; методы динамики виброударных систем и математического моделирования; экспериментального исследования съема металла, шероховатости и остаточных напряжений с использованием образцов из стали ЗОХГСНА и др.

Достоверность результатов обеспечивается корректностью постановки задач и методов исследований, экспериментальной проверкой адекватности результатов теоретических исследований

Практическая значимость работы. Повышается интенсивность и равномерность формирования съема дефектного слоя, шероховатости и остаточных напряжений при виброабразивной обработке и виброударном упрочнении деталей типа стойки шасси без форсирования режимов работы, сокращения затрат на отработку технологий.

Реализация результатов работы. Результаты исследований используются при проектирования технологий обработки деталей, в учебном процессе ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет» по курсу "Технология машиностроения" Работа выполнена в соответствии с планом ГБ НИР 2004 15 №0120 0, 412912 «Исследование процессов и средств технологического оснащения прогрессивных технологий» и основным научным направлением ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет» "Наукоемкие технологии в машиностроении, авиастроении и ракето-космической технике"

Апробация работы. Результаты работы докладывались на II Международной научно-технической конференции СИНТ-03 «Разработка, производство и эксплуатация турбонасосных агрегатов» (Воронеж, 2003), II Международном научно-техническом симпозиуме «Механизмы ударного и вибрационного действия» (Орел, 2003); Международной научно-технической интернет-конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы технологии машиностроения» (Орел, 2004), научно-технических семинарах «Применение низкочастотных колебаний в технологиях» (Ростов на Дону, 2004; 2006); VI и VII Международных научно-технических конференциях «Авиакосмические технологии» (Воронеж, 2005, 2006), научном семинаре кафедры «Технология машиностроения и конструк-торско-технологическая информатика» (Орел, 2007)

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 научных работ, в том числе 1 в издании, рекомендованном ВАК РФ

В работах, опубликованных в соавторстве и приведенных в конце автореферата, лично соискателю принадлежат. [1-4] изучение влияния режимов на интенсивность и равномерность обработки, [2, 3] разработка методик исследований, [4-10] проведение экспериментов и их анализ

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов и списка литературы из 106 наименований, Основная часть работы изложена на 173 страницах, содержит 98 рисунков, 8 таблиц и 2 приложения

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, изложены цель и задачи исследований; представлены научная новизна и практическая значимость работы, перечислены методы исследований, показан личный вклад автора при выполнении работы.

Первая глава посвящена анализу исследований процессов виброобработки деталей. Исследования носят в основном экспериментальный характер, осредненные параметры качества поверхностного слоя не отражают реальную интенсивность и равномерность обработки. Попытки увеличить съем металла за счет повышения зернистости гранул не эффективны, так как это увеличивает их износ и высоту неровностей. Повышение интенсивности упрочнения за счет амплитуды плоских колебаний приводит к форсированию режимов и сокращению ресурса оборудования.

Во второй главе представлены результаты исследования влияния амплитуд и частот колебаний, объема инструментальной среды, положения и формы экранов, реверса вращения вибратора на время, скорость и энергию соударений ее с деталью. Время соударений ^го участка детали с ¡-ми частицами

ИкуЕ; тч

где кУ£ - коэффициент контактной упругой податливости.

Скорость соударений _)-го участка с 1-ми частицами пограничного слоя инструментальной среды Уд и их перемещений

V, = Адсодсов вТц + Ущ; (2)

учг = - пф+1) Х'ч/ - Ч/+1) Г1 - (3)

Энергия соударений З-го участка детали с ¡-ми частицами _ 2тт} ((Адл + Ач.)(0 X С08£р2 + 2тТ] (Афюф созеф)2 ^

0,5 - у(«><р) - Ч/(0,5шф) - 2/(1 - 11у) '

Среднее время, скорость и энергия периодических соударений вычисляется для п участков на поверхности детали

_1 пУч

и = «УЧ I Г / , (5)

м

а) -ЩШ 432 88 б) в)

Рис. 1. Общий вид 3D модели стойки шасси (а), схема нумерации участков (б), геометрическая модель (в) в сечении А-А и Б-Б

Повышение амплитуды угловых колебаний детали Аф в диапазоне 0,01-0,2 рад увеличивает средние значения энергии соударений Эх в 3 - 3,5 раза. Увеличение частоты угловых колебаний сОф

1 Пуч

Ут=п^1У (6)

И ]

1 ПУЧ

Эт = пу1 I Эт . (7)

№

Здесь Ад, Аф; ш ,юф; е; еф; гц1, ; Ц}, Ц}+]) - ампли-

туда, частота и фазовый угол плоских и угловых колебаний; координаты и время соударений; ^(сОф)- функция подвижности частиц;

- масса частиц соударяющихся с ]-м участком; К,, - коэффициент восстановления скорости соударений.

Численные эксперименты выполнены для гранул ПТ-10 зернистости № 8; 16; 25 и стальных шариков (1Ч =5 мм. Материал детали -сталь 30ХГСНА; исходная шероховатость &гисх = 25 мкм. Заполнение контейнера средой 60 - 90 %. Диаметр контейнера с1к = 340 мм; наружный диаметр детали <1Д = 140 мм (рис. 1).

при постоянной амплитуде скорости незначительно (на 20 - 30 %) повышает Эт . Увеличение объема загрузки инструментальной среды в полости контейнера с 0,6 до 0,9 слабо (на 30 - 40 %) повышает Эт, значительно (в 4 - 6 раз) повышает кинетическую энергию перемещений частиц Эч. Установка цельных экранов в зоне пониженной интенсивности обработки вдоль циркуляционных потоков на расстоянии (9 -5- 10) d4 от поверхности детали повышают Эт до 10 - 15 %. Использование перфорированных экранов с шагом и размером отверстий равными сумме удвоенной амплитуды и диаметра частицы повышает Эх до 20 %. Сообщение экрану колебаний в направлении участков с низкой интенсивностью обработки повышает Эт до 20 - 40 %. Реверс вращения вибратора через 10-15 минут вызывает зеркальное изменение распределения Эт относительно координаты Y и снижение погрешностей

В третьей главе представлены результаты исследования повышения интенсивности и равномерности съема дефектного слоя за счет амплитуды и частоты плоских и угловых колебаний, объема загрузки, положения и формы экранов, реверса вращения вибратора. Удельный массовый и размерный съем с j-ro участка детали

г 3600, Л. ^Р ьм [о^ +39jcosg(p)p3 I (VTj.tTj)y

Cw =-(о + (om )Pm --- 1 + —-—-—f

Mj зд Ф Зй1 2,8570В у 4hM]jd4

hpij ^.(o^^^^CV^^). (9)

Здесь Рф- вероятность микрорезания, к^ - коэффициент влияния зернистости на съем; <тв - предел прочности материала заготовки.

Средний удельный съем металла См с увеличением амплитуды плоских колебаний А с 0,4 до 1,0 см, при со = const, Аф =0, увеличивается в 6 - 9 раз. Однако это сопровождается форсированием режима работы оборудования и снижением его ресурса. Зависимость съема См от амплитуды А на j-x участках характеризуется образованием глобальных экстремумов.

При увеличении амплитуды угловых колебаний детали Аф в

диапазоне 0,0125 - 0,2 рад (круговая Аф =0,01 -4- 1,3 см) См рас-

тет в 5 - 6 раз с 23 до 101,24 мгр/см2час. Увеличение ©ф при Уф = const изменяет См незначительно. Зависимость CMj от Аф

(Шф = const) на j-x участках характеризуется глобальными экстремумами. максимальным в нижней части и в два раза меньшим в верхней; минимальными в боковых частях детали. Разность между максимальными и минимальными значениями достигает от 3

до 10 раз. Локальные изменения CMj составляют 10 - 30 % от средних (рис. 2).

Увеличение загрузки UHC контейнера с 0,6 до 0,9 вызывает увеличение среднего удельного съема См в 1,3-2,0 раза. Съем CMj

на элементарных участках при увеличении UHC характеризуется образованием глобальных экстремумов. Максимальные значения CMj в верхней части сечения детали отличаются от минимальных в нижней в 10 - 30 раз, положение экстремумов смещается на 90 - 120 °.

№ участка в сечении А-А

Рис. 2. Зависимость съема См^ от амплитуды угловых колебаний Аф на j-x участках в сечении А-А стойки шасси (А = 0,5 см, fo+=132c_1; =90см/с ; юф=314с-1; ПТ-10, № 8).

Установка экрана в зоне пониженной интенсивности на

расстоянии 9-10 размеров частиц от поверхности увеличивает съем

'Щ

в зоне экрана в 2 - 4 раза, снижает погрешность ДС^. на 25 - 30 %

(при этом средние См и ЛС* изменяются незначительно)

При реверсе направления вращения вибратора через 10-15 минут обработки съем дефектного слоя на участках детали С^. изменяется зеркально относительно вертикальной координаты У, погрешность снижается АСМ^ на 15 - 20 %

В четвертой главе представлены результаты исследования повышения интенсивности и равномерности формирования высоты неровностей на элементарных участках детали за счет режимных параметров

Высота неровностей для ^го участка

ьИг ^<4 )тч (А^ со5 еТ)2 + тч (Аф(оф соэ £тф )2 Кг, - Кгисх -кзи —

Ягисхств^ лОчств ((у(со) - у(0,5ю) - (1 - Я ))

Здесь кзи - коэффициент влияния зернистости абразивных гранул

на Яг, сгВ; ави~ предел прочности материала детали и частиц

Увеличение амплитуды с А = 0,4 до 1,0 см без угловых колебаний вызывает пропорциональное уменьшение 112исх = 25 мкм на

40 - 50 % Значения на элементарных участках детали распределяются с погрешностью от 10 до 25 % от средних значений, с расположением глобального К2тт в нижней правой части поперечного сечения

Увеличение угловой амплитуды Аф с 0,01 до 0,2 рад (Аф до 1,06 см) слабо снижает Кгисх - на 25 - 30 % Частота угловых перемещений соф (при постоянной амплитуде скорости) незначительно

влияет на Яг и Изменение от Аф на ^х участках характеризуется глобальными максимумами и минимумами тах =10-12 мкм и тт =7-9 мкм (рис 3) Погрешности

ДКг и А Яг за счет Аф снижаются в полтора два раза

R Zacx =35 ык л ' г а

'Л t > k i 5,01 ) л; у г У к ц

ч f- 1 ■ ч Ж V ! h А » 0,015 А / ' 1 %

N "V, i f 1 V¡r Aq> ■J \ 1 « 0.020 ' 'J76'X ' ' ' Т I 7 21 "Г Л / \

• Л-ж-Л шЬк > па" J j V « - Jss

1 8 15 22 29 36 43 50 57 64 71 78 85 92 № 106 ИЗ 120 127 134 141 148 155 162 169 176 № участка в сечении А-А

Рис. 3. Зависимость Rzj от частоты угловых колебаний Оф на j-x участках в сечении А-А стойки (условия эксперимента на рис. 2).

В пятой главе представлены результаты исследования интенсивности и равномерности формирования на элементарных участках детали остаточных напряжений

yl3rj+( У08еФ);

(к^НМ-Ф/Т)

1

■Ы

(И)

Здесь кг^ - приведенный радиус кривизны ]-го участка поверхности

детали и частицы; кс - коэффициент упрочнения; НМ - динамическая твердость материала детали по Майеру; Ф^Т) - функция вибрационной подвижности частиц в зоне ]-го участка.

Глубина формирования остаточных напряжений на >м участке

/32(3Tj +Эф со8 8ф)Оч

(12)

В настоящей работе учитывается энергия касательных соударений Э.ц и угловых перемещений Э^у j-x участков.

Увеличение амплитуды плоских колебаний с 0,4 до 1,0 см без угловых колебаний вызывает повышение о_0 по слабой степенной

зависимости. Повышение зернистости увеличивает ст_0. Упрочнение в среде стальных шариков повышает <т_0 в 1,3 - 1,5 раза по сравнению с виброабразивной обработкой, а глубина ha формирования сг_0 увеличивается до 1,5 - 2,5 раз.

Увеличение амплитуды Аф до 0,7 см, вызывает слабый рост ст_0, при Аф > 0,7 см ст_0 повышается более интенсивно. Частота Юф (при АфЮф = const) незначительно влияет на ст_0 . Зависимость cr_0j от амплитуды угловых колебаний Аф сопровождается образованием глобальных экстремумов (рис. 4). Приведенные закономерности справедливы для гранул и стальных шариков.

Рис. 4. Зависимость ct_0j от Аф, на j-xучастках в сечении А-А (ПТ-10, № 8; иис = 0,75; А = 0,5 см, ю = 132 с-1; оф = 314 с-1)

Увеличение UHC с 0,6 до 0,9 вызывает увеличение о-_0 на 25 -

30 % Изменение <т_<^ на j-x участках при повышении UHC более

значительно (в 10 - 20 раз), со смещением зоны экстремумов на 60 -

90 °. Это происходит в результате изменения динамических зазоров между частицами и скорости их циркуляционных перемещений.

Положение и форма экранов, устанавливаемых в зоне недостаточно интенсивной обработки, слабо влияют на средние значения а_0, более интенсивно (в 1,3 - 1,5 раза) влияют на ст_0; в зоне их

установки. Эти закономерности справедливы при виброабразивной и виброупрочняющей обработке.

При реверсе вращения вибратора распределение ст_<у изменяется зеркально относительно вертикальной координаты У, погрешность снижается с 40 - 50 % до 25 - 30 %.

В шестой главе представлен алгоритм математического моделирования и его экспериментальная проверка. Вычисляются значения энергий соударений инструментальной среды с деталью, необходимые для размерного съема дефектного слоя

Эсм —

1,5иЬдсав(1Гр

формирования высоты неровностей

(кяЯ^дО+С&МЬде^))'

эИг =

Т^грОв (^исх -

шах

(к зи )2 кфд (уСЮф ))2

сжимающих остаточных напряжении

ЭТа±ЛЭТ„=°0±А<То

. 1-У-

ш

+

ГД 'Гш

Гд+Гш

(13)

(14)

(15)

Д Ш

Определяется расчетное значение энергии ЭТсм < Эт > .

Для Эт посредством моделирования для участков вычисляются съем (8,9), высота неровностей (10). Строятся и анализируются эпюры распределения этих параметров для элементарных участков и сечений.

Выявляются участки с недостаточным съемом и остаточными напряжениями, высокой шероховатостью. Выбираются способы повышения интенсивности и равномерности без форсирования режимов. Моделируются несколько вариантов обработки.

Для значений |ЭТ ±АЭТ| вычисляются скорости колебаний

]э7±ДЭт|^5-у/(Тф)-н/(0,5Тф)}

Аю + А(Аоз):

К

■»п^чЦрвгЬо-а2)

Выбирается частота колебаний и вычисляется амплитуда а±да = Аш±А(АШ)5 о

траектория и составляющие амплитуд по координатам.

(16)

Рис 5 Эпюра распределения шероховатости Кг j (а) и остаточных напряжений (б) в сечении Б-Б стойки шасси

Аналогичен алгоритм вычислений режимных параметров для виброударного упрочнения деталей с закреплением Результаты расчетов распределения шероховатости и остаточных напряжений

сг_о) в сечении Б-Б стойки шасси представлены на рис 5.

Результаты моделирования проверяются экспериментально по образцам-свидетелям, которые показали удовлетворительную достоверность математического моделирования

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1 В диссертационной работе на примере стойки шасси решена актуальная задача повышения интенсивности и равномерности съема дефектного слоя, формирования шероховатости и остаточных напряжений на элементарных участках детали за счет угловых колебаний, объема загрузки инструментальной среды, положения и формы экранов, реверса вращения вибратора без форсирования режимов работы оборудования

2 Усовершенствована математическая модель процесса виброударной обработки с закреплением, отличающаяся учетом угловых колебаний детали, позволяющая находить режимы, обеспечивающие более интенсивную и равномерную обработку

3 Выявлены закономерности влияния угловых колебаний, объема загрузки инструментальной среды, положения и формы экранов, реверса вращения вибратора на энергетические параметры соударений инструментальной среды с различными участками дета-

ли, интенсивность и равномерность съема дефектного слоя, формирования шероховатости и остаточных напряжений.

4. Разработан алгоритм выявления проблемных участков с недостаточной интенсивностью и равномерностью обработки.

5. Установлено, что увеличение амплитуды угловых колебаний до ОД рад вызывает повышение среднего удельного съема в 1,5-2 раза, на проблемных участках - в 5 - 6 раз, но практически не влияет на минимально достижимую шероховатость и остаточные напряжения.

6. Изменение объема заполнения контейнера инструментальной средой в диапазоне от 60 до 90 % вызывает увеличение среднего съема и остаточных напряжений в 1,3 - 1,5 раза с образованием экстремумов на элементарных участках детали, превышающих средние значения в 3 - 5 раз, и изменяет положение экстремумов на 90 -

120°.

7. Установка экранов в зоне пониженной интенсивности обработки вдоль циркуляционных потоков на расстоянии (9 -г 10) диаметров частиц от поверхности детали обеспечивает в зоне их установки увеличение съема в 2 - 4 раза и остаточных напряжений на 2530 %, уменьшение шероховатости на 30 - 40 %.

8. Сообщение экрану дополнительных колебаний в направлении участков с низкой интенсивностью обработки повышает указанные параметры до 20 - 40 % в сравнении с неподвижным экраном.

9. Реверс вращения вибратора через 10-15 минут обработки вызывает повышение равномерности обработки: съема - на 15-20 %; шероховатости - на 30 - 50 %; остаточных напряжений - на 50-60 % в сравнении с обработкой без реверса за счет зеркального их распределения относительно вертикальной координаты.

10. Разработаны технологические рекомендации по назначению режимов виброабразивной и виброупрочняющей обработки деталей типа стоек шасси.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Копылов Ю Р., Емельянов C.B. Влияние динамики виброабразивной обработки на интенсивность съема металла на различных участках заготовки // Упрочняющие технологии и покрытия. 2007. № 10. С 24-28.

Статьи и материалы конференций

2. Копылов Ю.Р. Емельянов C.B. Повышение съема дефектного слоя и снижение шероховатости при виброабразивной обработке литых заготовок корпусов турбонасосных агрегатов // Разработка, производство и эксплуатация, турбо-, электронасосных агрегатов и систем на их основе: труды II Междунар. науч.-техн. конф. Воронеж-ООО «Оригами», 2003. - С.329-332.

3. Копылов Ю.Р., Емельянов C.B. Влияние нормальной и касательной составляющих скорости периодических соударений на съем металла при виброабразивной обработке литых деталей // Механизмы и машины ударного, периодического и вибрационного действия, материалы II Междунар. науч. симпозиума. Орел: ОрелГТУ, 2003.-С 149-152

4. Копылов Ю.Р., Емельянов C.B. Увеличение съема металла при виброабразивной обработке за счет микрорезания // Механизмы и машины ударного, периодического и вибрационного действия: материалы II Междунар. науч. симпозиума. Орел1 ОрелГТУ, 2003.-С 142-145

5. Копылов Ю.Р, Емельянов C.B. Определение съема металла при виброабразивной обработке деталей с закреплением // Фундаментальные и прикладные проблемы технологии машиностроения: сб. тр. Орел: ОрелГТУ, 2004. - С. 13-14.

6. Емельянов C.B. Повышение микрорезания в процессе виброабразивной обработки литых заготовок // Вопросы вибрационной технологии: межвуз. сб. статей. - Ростов н/Д: Издательский центр ДГТУ, 2004.-С 120-123

7 Копылов Ю.Р, Емельянов C.B. Повышение съема металла при бигармонических режимах виброабразивной обработки // Авиакосмические технологии «АКТ-2005»: труды VI Междунар. науч -техн. конф. Воронеж, 2005.4.1 -С. 73-76

8. Копылов Ю Р., Емельянов С.В Повышение качества и производительности виброабразивной обработки за счет управления съемом на различных участках детали // Известия ОрелГТУ.- 2007. -№3/267 (533).-С. 24-30.

9. Копылов Ю.Р., Емельянов C.B. Математическая модель периодических соударений инструментальной среды с различными участками детали // Вибрационные машины и технологии: сб. науч. тр Курск .Курск, гос. техн. ун-т, 2008. - С. 297 - 303.

10. Копылов Ю.Р., Емельянов С В. Влияние амплитуды и частоты угловых колебаний на продолжительность, скорость и энергию соударений // Вибрационные машины и технологии: сб. науч. тр. Курск :Курск. гос. техн. ун-т, 2008. - С. 304 - 309.

Подписано в печать 19.05.2008. Формат 60x84/16. Бумага для множительных аппаратов. Усл. печ. л.1,0. Тираж 90 экз. Заказ № Л.ХХ.

ГОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет» 394026 Воронеж, Московский просп , 14

Введение.

1. Анализ работ по отделочно-зачистной и упрочняющей обработке стоек шасси. Постановка цели и задач исследований.

1.1. Влияние технологии изготовления стоек шасси на усталостную прочность и долговечность.

1.2. Технологические возможности различных методов отделочно-зачистной и упрочняющей обработки.

1.3. Анализ исследований по съему металла, формированию микронеровностей и остаточных напряжений.

1.4. Технологические возможности виброабразивной и виброупрочняющей обработки деталей с закреплением.

1.5. Влияние виброабразивной обработки и виброчняющей обработки на эксплуатационные показатели.

1.6. Анализ работ по моделированию процесса виброударной обработки.

1.7. Постановка цели и задач исследований.

2. Влияние режимов на продолжительность, скорость и энергию соударений инструментальной среды с различными участками детали.

2.1. Математическая модель периодических соударений частиц инструментальной среды с различными участками детали.

2.2. Скорость циркуляционных перемещений инструментальной среды

2.3. Влияние амплитуды плоских колебаний на продолжительность, скорость и энергию соударений.

2.4. Влияние амплитуды и частоты угловых колебаний на продолжительность, скорость и энергию соударений.

2.5. Влияние дозированного объема инструментальной среды на интенсивность и равномерность соударений.

2.6. Влияние положения и формыэкранов на продолжительности, скорости и энергии соударений.

2.7. Влияние реверса вращения вибратора на продолжительность, скорость и энергию соударений.

Выводы по 2-й главе.

3. Влияния режимов виброабразивной обработки на интенсивность и равномерность съема дефектного слоя на различных участках детали.

3.1. Гипотеза повышения интенсивности и равномерности массового и размерного съема дефектного слоя.

3.2. Влияние амплитуды и частоты плоских колебаний на интенсивность и равномерность съема дефектного слоя.

3.3. Влияние амплитуды и частоты угловых колебаний на интенсивность и равномерность съема дефектного слоя.

3.4. Влияние дозированного объема инструментальной среды на интенсивность и равномерность съема дефектного слоя.

3.5. Влияние положения и формы экранов на интенсивность и равномерность съема дефектного слоя.

3.6. Влияние смены направлений вращения вибратора на интенсивность и равномерность съема дефектного слоя.

Выводы по 3-й главе.

4. Влияние режимов виброабразивной и виброупрочняющей обработки на интенсивность и равномерность формирования шероховатость различных участках детали.

4.1 Математическая модель формирования высотных параметров шероховатости.

4.2. Влияние амплитуды и частоты плоских колебаний на интенсивность и равномерность формирования шероховатости.

4.3. Влияние амплитуды и частоты угловых колебаний на интенсивность и равномерность формирования шероховатости.

4.4. Влияние объема инструментальной среды на интенсивность и равномерность формирования шероховатости.

4.5. Влияние смены направлений вращения вибратора и детали на интенсивность и равномерность шероховатости.

4.6. Влияние положения и формы экранов на интенсивность и равномерность формирования шероховатости.

Выводы по 4-й главе.

5. Влияние режимов виброабразивной и виброупрочняющей обработки на интенсивность и равномерность формирования остаточных напряжений на различных участках детали.

5.1 Уравнения величины и глубины формирования сжимающих остаточных напряжений.

5.2. Влияние амплитуды и частоты плоских колебаний на интенсивность и равномерность остаточных напряжений.

5.3. Влияние амплитуды и частоты угловых колебаний на интенсивность и равномерность остаточных напряжений.

5.4. Влияние объема инструментальной среды на интенсивность и равномерность остаточных напряжений.

5.5. Влияние положения и формы экранов на интенсивность и равномерность формирование остаточных напряжений.

5.6. Влияние смены направлений вращения вибратора на интенсивность и равномерность остаточных напряжений.

Выводы по 5-й главе.

6. Разработка алгоритма проектирования режимных параметров виброабразивной и виброупрочняющей обработки. Экспериментальная проверка.

6.1. Алгоритм выбора оптимальных режимов виброабразивной обработки стойки шасси.

6.2. Алгоритм выбора оптимальных режимов виброупрочняющей обработки стойки шасси.

6.3. Методика исследований влияния режимов на интенсивность и равномерность съема, шероховатости и остаточных напряжений

6.4. Оборудование, инструментальные среды и технологические жидкости. Типовые детали, макеты деталей и образцы-свидетели.

6.5. Экспериментальная проверка достоверности теоретического определения интенсивности и равномерности съема металла, шероховатости, остаточных напряжений для различных участков стойки шасси.

6.5.1. Результаты численного моделирования.

6.5.2. Результаты натурного эксперимента.

6.5.3. Оценка адекватности результатов.

Выводы по 6-й главе.

Основные результаты и общие выводы.

Актуальность темы. В современном машиностроении изготавливаются детали сложной формы типа стоек шасси из штампово-сварных и литых заготовок. Эти детали работают в условиях интенсивных статических и динамических нагрузок, поэтому все их поверхности подвергаются термическому и поверхностно-пластическому упрочнению. Часть наружных поверхностей деталей, не обрабатываемых резанием, имеют дефектный слой толщиной 50 — 100 мкм с высотой неровностей Rz 25 — 30 мкм и волнистостью Wz SOTS мкм. Выполнять операции упрочнения по дефектному слою не допускается из-за снижения в этом случае усталостной прочности и долговечности. Абразивная зачистка дефектного слоя кинематически закрепленным инструментом на станках затруднительна из-за сложной формы поверхностей. Ручная зачистка пневматическим инструментом трудоемка, не обеспечивает равномерности, возможны прижоги. Наибольшая эффективность зачистной и упрочняющей обработки деталей типа стоек шасси достигается при черновой и чистовой виброабразивной обработке с последующим виброударным упрочнением. Из-за отсутствия кинематической связи инструментальной среды с деталью и станком, виброударного характера их взаимодействия и сложной конфигурации детали - на некоторых ее участках наблюдается недостаточная интенсивность, большие погрешности (неравномерность) съема металла, формирования остаточных напряжений, снижение исходной шероховатости. Отклонения указанных параметров качества поверхностного слоя выше допустимых значений снижают реальную усталостную прочность, долговечность и надежность стоек шасси.

Попытки повысить интенсивность съема дефектного слоя за счет увеличения зернистости абразивных гранул и продолжительности обработки повышают износ инструмента и достигаемую высоту неровностей. Стремление повысить интенсивность упрочнения за счет увеличения амплитуд колебаний приводит к форсированию режимов оборудования и сокращению его надежности и ресурса. Достижение равномерности обработки за счет вращения детали связано с конструктивной сложностью оснастки; при переустановке детали низкая эффективность связана с большим временем вспомогательных операций. Использование виброэлектрохимической обработки для повышения съема на финишных операциях нецелесообразно из-за межзеренного окисления и снижения усталостной прочности

В настоящей работе повышение интенсивности и равномерности виброабразивной обработки детали с закреплением решается следующим образом. В замкнутом объеме контейнера осуществляется поджатие вибрирующей инструментальной среды за счет изменения ее дозированного объема, в результате чего увеличивается усилие прижатия инструментальной среды к детали в момент соударения и продолжительность виброударного контакта. А детали сообщаются угловые колебания, в результате этого путь скольжения частиц инструментальной среды относительно поверхности детали возрастает. Вследствие этих воздействий вероятность микрорезания и съема металла повышается. Для повышения интенсивности и равномерности виброабразивной и виброупрочняющей обработки помимо этого используются экраны и реверс вращения вибратора.

Целью работы является повышение интенсивности и равномерности формирования съема, шероховатости и сжимающих остаточных напряжений на элементарных участках деталей типа стоек шасси при их виброабразивной и виброупрочняющей обработке с закреплением без форсирования режимов работы оборудования за счет угловых колебаний, дозированного объема инструментальной среды, положения и формы экранов, реверса вращения вибратора.

Основные задачи исследования.

- Разработать метод теоретического определения интенсивности и равномерности съема дефектного слоя, формирования шероховатости и остаточных напряжений на конечном множестве участков детали с учетом режимных параметров виброабразивной и виброупрочняющей обработки (амплитуды и частоты плоских и угловых колебаний, объема инструментальной среды, положения и формы экранов, смены направления вращения вибратора) и ее конструктивных особенностей.

- Теоретически исследовать закономерности влияния режимных параметров виброабразивной и виброупрочняющей обработки на скоростные и энергетические параметры процесса на элементарных участках детали.

- Теоретически исследовать закономерности влияния режимных параметров виброабразивной и виброупрочняющей обработки на интенсивность и равномерность съема дефектного слоя, формирования высоты неровностей, остаточных напряжений на элементарных участках детали типа стойки шасси.

- Разработать алгоритм проектирования режимных параметров виброабразивной и виброупрочняющей обработки в зависимости от требуемых технологических параметров. Экспериментально проверить достоверность теоретически выбранных режимов на примере макета фрагмента стойки шасси.

Объект исследования - технологии и оборудование для виброабразивной и виброупрочняющей обработки с закреплением деталей типа стоек шасси.

Предмет исследования - закономерности влияния режимных параметров виброабразивной и виброупрочняющей обработки на формирование съема металла, высоты неровностей и остаточных напряжений на элементарных участках деталей типа стойки шасси с учетом конструктивных особенностей.

Научная новизна работы состоит в следующем:

1. Усовершенствована математическая модель процесса виброударной обработки с закреплением, отличающаяся учетом угловых колебаний детали, позволяющая оценивать энергосиловые параметры процесса и параметры качества поверхностного слоя, выявлять на этапе проектирования технологи проблемные участки, определять режимные параметры, обеспечивающие повышение интенсивности и равномерности обработки.

2. Установлены закономерности избирательного и комплексного влияния плоских и угловых колебаний, заполнения контейнера инструментальной средой, формы и расположения экранов, реверса вращения вибратора на распределение съема дефектного слоя; шероховатости и остаточных напряжений на элементарных участках детали.

На защиту выносятся:

- математические модели интенсивности и равномерности формирования съема металла, формирования шероховатости и остаточных напряжений на элементарных участках детали;

- закономерности влияния амплитуд и частоты плоскостных и угловых колебаний, объема инструментальной среды, положения и формы экранов, реверса вибратора на скоростные и энергетические параметры процесса на участках деталей тип стойки шасси;

- закономерности влияния амплитуд и частоты плоскостных и угловых колебаний, объема инструментальной среды, положения и формы экранов, реверса вибратора на интенсивность и равномерность съема металла, высоту неровностей и остаточные напряжения на элементарных участках деталей типа стойки шасси;

- алгоритм проектирования режимных параметров виброабразивной и виброупрочняющей обработки в зависимости от требуемых технологических параметров. Результаты экспериментальной оценки его достоверности.

Методы исследования. Использовались теоретические основы технологии машиностроения, абразивной и упрочняющей обработки; методы динамики виброударных систем и математического моделирования; экспериментального исследования съема металла, шероховатости и остаточных напряжений с использованием образцов из стали ЗОХГСНА и др.

Достоверность результатов обеспечивается корректностью постановки задач и методов исследований, экспериментальной проверкой адекватности результатов теоретических исследований.

Практическая значимость работы. Повышается интенсивность и равномерность формирования съема дефектного слоя, шероховатости и остаточных напряжений при виброабразивной обработке и виброударном упрочнении деталей типа стойки шасси без форсирования режимов работы, сокращения затрат на отработку технологий.

Реализация результатов работы. Результаты исследований используются при проектирования технологий обработки деталей; в учебном процессе ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет» по курсу "Технология машиностроения". Работа выполнена в соответствии с планом ГБ НИР 2004.15 №0120.0; 412912 «Исследование процессов и средств технологического оснащения прогрессивных технологий» и основным научным направлением ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет» "Наукоемкие технологии в машиностроении, авиастроении и ракето-космической технике".

Апробация работы. Результаты работы докладывались на: II Международной научно-технической конференции СИНТ-03 «Разработка, производство и эксплуатация турбонасосных агрегатов» (Воронеж, 2003); II Международном научно-техническом симпозиуме «Механизмы ударного и вибрационного действия» (Орел, 2003); Международной научно-технической интернет-конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы технологии машиностроения» (Орел, 2004); научно-технических семинарах «Применение низкочастотных колебаний в технологиях» (Ростов на Дону, 2004; 2006); VI и VII Международных научно-технических конференциях «Авиакосмические технологии» (Воронеж, 2005; 2006); научном семинаре кафедры «Технология машиностроения и конструкторско-технологическая информатика» (Орел, 2007).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 научных работ, в том числе 1 в издании, рекомендованном ВАК РФ.

В работах, опубликованных в соавторстве и приведенных в конце автореферата, лично соискателю принадлежат: [1-4] изучение влияния режимов на интенсивность и равномерность обработки; [2, 3] разработка методик исследований; [4-10] проведение экспериментов и их анализ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов и списка литературы из 106 наименований. Основная часть работы изложена на 173 страницах, содержит 98 рисунков, 8 таблиц и 2 приложения.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. В диссертационной работе на примере стойки шасси решена актуальная задача повышения интенсивности и равномерности съема дефектного слоя, формирования шероховатости и остаточных напряжений на элементарных участках детали за счет угловых колебаний, объема загрузки инструментальной среды, положения и формы экранов, реверса вращения вибратора без форсирования режимов работы оборудования.

2. Усовершенствована математическая модель процесса виброударной обработки с закреплением, отличающаяся учетом угловых колебаний детали, позволяющая находить режимы, обеспечивающие более интенсивную и равномерную обработку.

3. Выявлены закономерности влияния угловых колебаний, объема загрузки инструментальной среды, положения и формы экранов, реверса вращения вибратора на энергетические параметры соударений инструментальной среды с различными участками детали, интенсивность и равномерность съема дефектного слоя, формирования шероховатости и остаточных напряжений.

4. Разработан алгоритм выявления проблемных участков с недостаточной интенсивностью и равномерностью обработки.

5. Установлено, что увеличение амплитуды угловых колебаний до 0,1 рад вызывает повышение среднего удельного съема в 1,5-2 раза, на проблемных участках - в 5 - 6 раз, но практически не влияет на минимально достижимую шероховатость и остаточные напряжения.

6. Изменение объема заполнения контейнера инструментальной средой в диапазоне от 60 до 90 % вызывает увеличение среднего съема и остаточных напряжений в 1,3 - 1,5 раза с образованием экстремумов на элементарных участках детали, превышающих средние значения в 3 - 5 раз, и изменяет положение экстремумов на 90 - 120°.

7. Установка экранов в зоне пониженной интенсивности обработки вдоль циркуляционных потоков на расстоянии (9 -г 10) диаметров частиц от поверхности детали обеспечивает в зоне их установки увеличение съема в 2 -4 раза и остаточных напряжений на 25- 30 %, уменьшение шероховатости на 30 - 40 %.

8. Сообщение экрану дополнительных колебаний в направлении участков с низкой интенсивностью обработки повышает указанные параметры до 20 - 40 % в сравнении с неподвижным экраном.

9. Реверс вращения вибратора через 10-15 минут обработки вызывает повышение равномерности обработки: съема — на 15-20 %; шероховатости -на 30 - 50 %; остаточных напряжений - на 50-60 % в сравнении с обработкой без реверса за счет зеркального их распределения относительно вертикальной координаты.

10. Разработаны технологические рекомендации по назначению режимов виброабразивной и виброупрочняющей обработки деталей типа стоек шасси.

159

1. Очистка отливок. Фомченко С.И., Балакин И.Я., Докторович А.С., Костров Л.Н. Машиностроение. Л.: 1989. 264 с.

2. Билик Ш.М. Абразивно-жидкостная обработка металлов. М.: Маш-гиз, 1960. - 199 с.

3. Гдалевич А.И. Финишная обработка лепестковыми кругами. М.: Машионостроение, 1990. - 112 с.

4. Кулаков Ю.М., Хрульков В.А. Отделочно-зачистная обработка деталей. М.: Машиностроение, 1979. - 216 с.

5. Хэйвуд Р.Б. Проектирование с учетом усталости. Под ред. Образцова И.Ф. Перевод с английского Григорьева В.П. и др. М.: Машиностроение, 1969. 503 с.

6. Базров Б.М. Основы технологии машиностроения. Учебник для вузов. 2-е изд. 2007. 736 с.

7. Одинцов Л.Г. Упрочнение и отделка деталей поверхностным пластическим деформированием. Справочник. -М.: Машиностроение. 1987. 328 с.

8. Бойцов Б.В. Надежность шасси самолета. М.: Машиностроение. 1976.216 с.

9. Отделочные операции в машиностроении. Справочник / Под общ. ред. П.А. Руденко. 2-е изд., перераб. и доп. - Киев: Техника, 1990. - 150 с.

10. Ю.Шульженко М.Н. Конструкция самолетов. М.: Машиностроение. 1971.416 с.

11. П.Попов А.С., Жердочкин Д.В. Применение виброабразивной обработки в машиностроении. М.: Машиностроение, 1974. - 140 с.

12. Бабичев А.П. Вибрационная обработка деталей. 2-е изд.- М.: Машиностроение, 1975; - 133 с.

13. Бабичев А.П., Бабичев И.А. Основы вибрационной технологии. Ростов-на-Дону. 1999. Изд. ДГТУ. 624 с.

14. Пат. 61-47659, МКИ В 24 В 31/073. Способ и устройство для управления динамическим давлением абразивной среды при виброгалтовке. / К.К. Типпутон. Япония, Бюл. № 8.

15. Пат. 61-47660, МКИ В 24 В 31/073. Способ и устройство для управления вибрациями виброгалтовочного станка. / К.К. Типпутон. Япония, Бюл. № 8.

16. Hashish М. Characteristics of Surfaces Machined With Abrasive Wa-terjets // Journ. of Engineering Materials and Technology. - 1991. - №3. - P. 354358.

17. Картышев Б.Н. 87. Технологические возможности объёмной вибрационной обработки. //Вестник машиностроения, 1969 г., №4. С. 69-72.

18. Копылов Ю.Р. Виброударное упрочнение. Воронеж. ВГИМВД . 1999. 386 с.

19. Копылов Ю.Р., Гордон A.M., Попов С.П. Интенсификация процессов виброударной обработки полостей корпусных деталей уплотненной рабочей средой. // Производственно-технический опыт. 1989. - № 10. - С. 37.

20. Копылов Ю.Р. К теории виброударного упрочнения. // Машиноведение. АН СССР. 1989. - № 6. - С. 79-83.

21. Копылов Ю.Р. Интенсификация вибрационной обработки деталей за счет поджатия рабочей среды. // Интенсификация и автоматизация отделоч-но-зачистной обработки деталей, машин и приборов. Ростов н/Д: РИСХМ, 1988.-С. 56-57.

22. Копылов Ю.Р. Оптимизация процесса виброуданого упрочнения. // Изв. ВУЗов. СССР. Машиностроение. 1989. - № 11. - С. 157-160.

23. Обработка деталей свободными абразивами в вибрирующих резервуарах / Карташов И.Н., Шаинский М.Е., Власов В.А. и др.- Киев: Вища школа, 1975. 188 с:

24. Шаинский М.Е. Исследование декоративного шлифования и полиро вания стальных деталей в вибрирующих барабанах. Автореф. дис. канд. техн. наук. / 1967. 146 с.

25. Сергиев А.П. Антипенко Е.И. Отделочная обработка в абразивных средах. Старый Оскол. Филиал МИСИ. 1998. 220 с.

26. Ампилогов В.А. Исследование влияния динамики массы загрузки и других факторов на интенсивность отделочных процессов объемной вибрационной обработки: Автореф. дис. . канд. техн. наук: 05.02.08. Пермь, 1974. 34 с.

27. Самодумский Ю.М. Исследование процесса микрорезания, режущих свойств и стойкости абразива при вибрационной обработке: Дис. . канд. техн. наук: 05.02.08. Ростов н/Д, 1973. - 215 с.

28. Коган Э.А. Технологические задачи механики объемной вибрационной обработки: Дис. канд. техн. наук: 05.02.08. Рига, 1974., 170с.

29. Димов Ю.В., Сивцев С.В. Шероховатость поверхности после виброабразивной обработки. // Станки и инструменты. 1985. - № 7. - С. 26-27.

30. Димов Ю. В. Обработка деталей свободным абразивом. Иркутск. ИрГТУ. 2000. 293 с.

31. Субач А.П., Биргелис O.K. Экспериментальная проверка зависимости материалосъема от энергии, рассеянной в загрузке тороидального виброконтейнера. // Вопросы динамики и прочности. 1976 Вып. 32. - С. 28-33.

32. Субач А.П. Динамика процессов и машин объемной вибрационной и центробежной обработки насыпных деталей. Рига. "Зинатне". 1991.-400 с.

33. Тамаркин М.А. Определение числа тактов взаимодействия частиц с поверхностью детали при вибрационной обработке. // Прогрессивная отде-лочно-упрочняющая технология. Ростов н/Д: РИСХМ, 1980. - С. 77-80.

34. Тамаркин М.А. Оптимизация технологических параметров процесса вибрационной обработки. // Совершенствование процессов отделочно-упроч-няющей обработки деталей. Ростов н/Д: РИСХМ, 1986. - С. 24-27.

35. Тамаркин М.А. Исследование процесса формирования шероховатости поверхности при виброабразивной обработке. // Прогрессивная отделоч-но-упрочняющая технология. Ростов н/Д: РИСХМ, 1982. - С. 19-25.

36. Маслов Е.Н. Теория шлифования материалов.- М.: Машиностроение, 1974.-320 с.

37. Тамаркин М.А. Технологические основы оптимизации процессов обработки деталей свободными абразивами. Дис. . докт. техн. наук: 05.02.08. Ростова н/Д, 1995. - 298 с.

38. Глейзер JI.A. О сущности процесса круглого шлифования. // Вопросы точности в технологии машиностроения. М., 1959. - С. 5-24.

39. Ящерицын П.И. Зайцев А.Г. Повышение качества шлифованных поверхностей и режущих свойств абразивно-алмазного инструмента. -Минск.: Наука и техника, 1972. 480с.

40. Ящерицын П.И. и др. Теория резания. Физические и тепловые процессы в технологических системах. Минск.: Вышейш. шк., 1990. - 512с.

41. Ящерицын П.И. и др. Финишная обработка деталей уплотненным потоком свободного абразива / Ящерицын П.И., Мартынов А.Н., Гридин А.Д. Минск: Наука и техника, 1978. - 224с.

42. Ящерицын П.И. Мартынов А.Н. Чистовая обработка деталей в машиностроении. Минск: Вышейш. шк., 1983. - 191с.

43. Ваксер Д.Б. Пути повышения производительности абразивного инструмента при шлифовании. М.: Машиностроение, 1964. - 123 с.

44. Вульф A.M. Мурдасов А.В. Геометрические параметры режущих элементов абразивных зерен шлифовального круга / Абразивы. 1968. - № 1. -С. 19-24.

45. Королев А.В. Исследование процессов образования поверхностей инструмента и детали при абразивной обработке. Саратов: Издательство Саратов, ун-та, 1975. - 191 с.

46. Королев А.В., Новоселов Ю.К. Теоретико-вероятностные основы абразивной обработки. Саратов: Изд-во Саратов, ун-та. 1989. - 320 с.

47. Резников А.Н. Теплофизика резания. М.: Машиностроение, 1969.287 с.

48. Евсеев Д.Г. Сальников А.Н. Физические основы процесса шлифования. Саратов: Изд-во Саратов, ун-та, 1978. - 128 с.

49. Попов С.П. Интенсификация процесса виброабразивной обработки за счет угловых колебаний и поджатая рабочей среды. Дис. . канд. техн. наук: 05.03.01; 05.02.08. Воронеж. - 1994. - 185 с.

50. Волков Р.В. Повышение эффективности процесса виброабразивной обработки за счет управления циркуляционными потоками инструмента. Дис. . канд. техн. наук: 05.03.01; 01.02.06. Воронеж. - 1999. - 142 с.

51. Сидилева А.И. Оптимизация процесса многоступенчатой обработки свободными абразивами. Дис. . канд. техн. наук: 05.02.08. Ростов-на-Дону- 1998 г. - 189 с.

52. Шоркин B.C. Моделирование процесса виброобработки методами механики сплошных сред. Вестник Орловского государственного технического университета. Серия "Технология машиностроения". Орел. ОрГТУ. -2004. - 47-50 с.

53. Графина Н.В., Меньшова Н.В., Шоркин B.C. Математическое моделирование процесса виброобработки в абразивной среде. / Ред. Евдокимов В.А. Совершенствование методов обработки металлов резанием. Орел: НТО. 2003.- 17-19 с. 55.

54. Солнцев Д.В. Численное моделирование процесса виброударной обработки в плоском сечении системы станок-инструмент-деталь. Дис. .канд. техн. наук: 05.03.01. Воронеж. - 2003. - 142 с.

55. Копылов А.Ю. Снижение погрешности шероховатости, наклепа и остаточных напряжений при виброударной обработке деталей. Дис. . канд. техн. наук: 05.03.01. Воронеж. - 2004. 183 с.

56. А.с. 865634, МКИЗ В 24 В 31/06. Виброустановка для обработки наружных и внутренних поверхностей деталей. / Ю.Р. Копылов др. СССР. -Бюл. N 35.

57. А.с. 1593065, МКИЗ В 24 В 31/06. Способ вибрационной обработки.

58. Ю.Р. Копылов, A.M. Гордон, СП. Попов, В.И. Губанов. СССР. 1990.

59. А.с. 1642642,МКИЗ В 24 В 31/06. Устройство для вибрационной обработки внутренних поверхностей деталей сложной формы. / Ю.Р. Копылов, С.П. Попов, A.M. Гордон, А.В. Кривец. СССР. 1990.

60. Вибрации в технике: Справочник: В 6-ти т. 4. / Под ред. В.Н. Чело-мея М.: Машиностроение, 1978.

61. Виноградов В.Н., Сорокин Г.М., Албагачиев А.Ю. Изнашивание при ударе. М.: Машиностроение, 1982. - 192 с.

62. Гольдсмит В. Удар. Теория и физические свойства соударяющихся тел. М.: Стройиздат, 1965. - 448 с.

63. Гончаревич И.Ф., Фролов К.В. Теория вибрационной техники и технологии. М.: Наука, 1981. - 319 с.

64. Елисеев В.И., Берновский Р.Э. Абразивные гранулы для виброобработки. // Станки и инструменты.- М.: Машиностроение, 1984. №11. - С. 33.

65. Кобринский А.А., Кобринский А.Е. Двумерные виброударные системы. // Динамика и устойчивость. М.: Наука, 1981. - 336 с.

66. Кудрявцев И.В. Основы выбора режимов упрочнения поверхностным наклепом. // Повышение долговечности деталей машин поверхностным наклепом.- М.: ЦНИИТМАШ, 1965.- Вып. 108.- С. 3-27.

67. Плявниекс В.Ю. Пространственное соударение с переменным направлением скольжения. // Вопросы динамики и прочности. Рига. Зинатне. 1971. Вып. 21. - С. 37-46.

68. Санамян В.Г., Кулешов Б.В. Исследование влияния избыточного давления в рабочей камере на интенсивность процесса вибрационной обработки. // Прогрессивная отделочно-упрочняющая технология. Ростов н/Д: РИСХМ, 1980.-С. 180-183.

69. Якунин В.В., Абызов А.П. Вибрационная обработка деталей свободным абразивом: Учебное пособие. Казань: КАИ, 1988. - 34 с.

70. Поляков М.С. Технология упрочнения: в 2-х томах. М.: JI.B.M-СКРИПТ. Машиностроение. 1995. Т. 1. 832 с.

71. Поляков М.С. Технология упрочнения: в 2-х томах. М.: JI.B.M-СКРИПТ. Машиностроение. 1995. Т.2. 668 с.

72. Абразивная и алмазная обработка материалов: Справочник / Под ред. А.Н. Резникова. М: Машиностроение. 1977. - 391 с.

73. Саверин М^М. Дробеструйный наклеп. М.: Машгиз, 1955. 312 с.

74. Гусев А.А. Технология машиностроения. М.: 1986. 477 с.

75. Маталин А.А. Технология машиностроения. Л.: Машиностроение, 1985.496 с.

76. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х томах. / Под ред. A.M. Дальского. 2003. Т 1. 976 с.

77. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х томах. / Под ред. A.M. Дальского. 2003. Т 2. 895 с.

78. Суслов А.Г. Технологическое обеспечение параметров состояния поверхностного слоя деталей. М.: Машиностроение, 1987. - 208 с.

79. Качество машин. Справочник в 2-х томах. Под общей ред. А.Г. Суслова М.: Машиностроение. 1995. Т 1. 256 с.

80. Качество машин. Справочник в 2-х томах. Под общей ред. А.Г. Суслова М.: Машиностроение. 1995. Т 2. 430 с.

81. Киричек А.В., Соловьев Д.Л., Лазуткин А.Г. Технология и оборудование статико-импульсной обработки поверхностным пластическим деформированием. М.: Машиностроение. 2004. 288 с.

82. Дальский A.M. Научные основы технологии машиностроения.

83. Вибрации в технике: Справочник. В 6 т. / Под ред. В.Н. Челомей (пред.) М.: Машиностроение, 1980. - Т. 4. 509 с.

84. Колесов И.М. Основы технологии машиностроения. Учебник для вузов. М.: Высшая школа, 2001. 592 с.

85. Смелянский В. М. Механика упрочения деталей поверхностным пластическим деформированием.- М: Машиностроение, 2002. 299 с.

86. Копылов Ю.Р. Емельянов С.В. Повышение съема дефектного слоя и снижение шероховатости при виброабразивной обработке литых заготовок корпусов турбонасосных агрегатов. Труды 2-й межд. науч. конф. СИНТ-03. Воронеж. 2003. С.329-332

87. Копылов Ю.Р., С.В. Емельянов. Увеличение съема металла при виброабразивной обработке за счет микрорезания. Материалы 2-й междун. науч. симпозиума "Механизмы и машины ударного и вибрационного действия". Орел. ОрГТУ. 2003. С. 142-145

88. Копылов Ю.Р, Емельянов С.В. Определение съема металла при виброабразивной обработке деталей с закреплением. Сб. тр. ОрГТУ. Фундаментальные и прикладные проблемы технологии машиностроения. Орел.2004. С. 13-14.

89. Емельянов С.В. Повышение микрорезания в процессе виброабразивной обработки литых заготовок. Ростов. 2004.

90. Копылов Ю.Р., Емельянов С.В. Повышение съема металла при би-гармонических режимах виброабразивной обработки. АКТ-05. Воронеж.2005.

91. Копылов Ю.Р., Емельянов С.В. Повышение качества и производительности виброабразивной обработки за счет управления съемом на различных участках детали. Известия ОрелГТУ. 2007. №3/267 (533) с. 24-30.

92. Пановко Я.Г. Введение в теорию механического удара. М.: Наука, 1977.-223 с.

93. Шевцов С.Н. Проблемы моделирования динамики технологических гранулированных сред в вибрационных станках. // Сб. тр. Конф. "Фундаментальные и прикладные проблемы технологии машиностроения". Орел. С.145-150.

94. Mirror-Finish Grinding Machine // Techno Jap. 1992. - 25. №3. - P. 89.

95. Moore M.A. The relationship between the abrasive wear resistance, hardness and micro structure of ferritic material // Wear. 1974. 28, №8. P. 59-68.

96. New ways to grind and finish // Metalwork. Prod 1994. - 38, №5. - D. 138 Sih H.N. Abrasive wear mechanism and the grit size effect // Wear. - 1979. -55, №3 -D. 163-190.

97. Grinding improves jet turbine blades // Amer. Mach. 1993. - 137, № 10.-P. 30.

98. Hashish M. Characteristics of Surfaces Machined With Abrasive Wa-terjets // Journ. of Engineering Materials and Technology. - 1991. - № 3. - P. 354 -358.

99. Microfinishing machine improves part geometry // Amer. Mach. -1993.- 137. №9.-P. 70-71.

100. Mirror-Finish Grinding Machine // Techno Jap.-1992. 25. №3. p. 89.

101. New ways to grind and finish // Metalwork. Prod 1994. - 38, №5. - D. 138. Sih H.N. Abrasive wear mechanism and the grit size effect // Wear. - 1979. -55, №3 - D.163-190.

102. Pat. 4,461,122, В 24 В 1/00. Finishing Apparatus with Automatically Variable Vibrogyratory Intensity and/or Direotion. / Gunner W.(US). 1981.

103. Pat. 4,499,692, В 24 В 1/00. Dual Motion Vibratory Finishing Maohine and Method. / Gunner W. (US). 1982.

104. Попов А.А. Влияние процесса виброударного упрочнения на деформации крупногабаритных деталей. Автореф. дис. канд. техн. наук. Воронеж . 2007.amssm открытое акционерное общество.ш тыпаяЕВ

105. Начальник отдела Воронежского филиала1. ОАО "Туполев" " С.О. Баль1. Утверждаю1. АКТвнедрения результатов НИР в учебный процесс

106. Работа выполнена в соответствии с планом основных научных направлений ВГТУ «Наукоемкие технологии в машиностроении, авиастроении и ракетно-космической технике» и ГЪ НИР 2004.15.

107. Акт внедрения рассмотрен и одобрен на заседании кафедры «Технология машиностроения» 14 мая 2008 года протокол № 18.1. Декан ФАРМ, профессор1. Пачевский В.М.

108. Начальник учебного управления, профессор.1. Начальник; управления.1. Болдырев А.И.1. Научный руководитель,доктор технических наук, профессор1. Научный руководитель,1. Копылов Ю.Р.

109. Epure.bmp.Visible := False; If ScrollPos > ScrollBar2.Tag then Epure.eXO := Epure.eX0-50; If ScrollPos < ScrollBar2.Tag then Epure.eXO := Epure.eX0+50; Epure. Clear;

110. Write(t,Forml.StringGridl.cellsc,r.+';'); Writeln(t); end;

111. CloseFile(t); ShowMessage('Done'); end;procedure TForml.Button5Click(Sender: TObject); var

112. ScaleX, ScaleY: Integer; RR: TRect;

113. Алгоритм проектирования технологии виброабразивной и виброупрочняю-щей обработки стойки шасси на установке ВУД-25001 подвижная рама; 2 - основание; 3 - привод; 4 - упругие элементы; 5 - ограждение.

114. Анализ конструктивных особенностей стойки.

115. Выбор динамической схемы, оборудования, инструментов.

116. Исходные данные для проектирования технологии (состояние различных участков поверхности: hCM; Ra; а).

117. Построение математической модели, начальные условия.

118. Вычисление энергий соударений, необходимых для формирования съема (50 100 мкм) и шероховатости (Ra 2,5 мкм) (остаточных напряжений (450 - 560 МПа), шероховатости (Ra 1,25 мкм)).

119. Выбор расчетных величин энергий соударений.

120. Вычисление амплитуды скорости колебаний по координатам.

121. Вычисление амплитуды перемещений (при заданной частоте).

122. Вычисление (моделирование) значений съема, шероховатости (остаточных напряжений, шероховатости) на элементарных участках.

123. Определение неравномерности формирования съема, шероховатости, остаточных напряжений на элементарных участках.о

124. Выявление проблемных участков с недостаточным съемом и остаточными напряжениями, высокой шероховатостью.

125. Выбор технических решений для повышения интенсивности и равномерности обработки без форсирования режимов (амплитуда и частота угловых колебаний, дозированный объем инструментальной среды, положение и форма экранов, реверс вращения вибратора).

126. Построение математической модели технологической системы с новыми техническими решениями.

127. Повторные вычисления (моделирование) значений съема, шероховатости (остаточных напряжений, шероховатости) на элементарных участках стойки шасси с учетом новых технических решений.

128. Определение неравномерности формирования съема, шероховатости, остаточных напряжений на элементарных участках.

129. Экспериментальная проверка достоверности расчетных режимов и технических решений по образцам-свидетелям по РТМ-1162 и др.

130. Оформление технологической документации.